1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
1 信息工程大学,河南 郑州 450001
2 西安卫星测控中心,陕西 西安 710043
天文导航是一种重要的飞行器自主导航手段。在高速飞行器上进行的观测,不可避免地会受到窗口外侧高速流场的扰动,使得星敏感器捕获的星点图像出现偏移、模糊等退化现象,影响天文定位定姿精度。对星图退化的计算和校正的研究多基于计算机仿真结果。文中建成了一座可在实验段中生成马赫2.5/3.5混合层结构的小型静风洞,以直径10 m的室内穹顶上的仿真星点为观测对象,透过实验段中不同位置的流场进行了星点观测和中心点解算,获得了星点图像受到流场扰动的数据,并将其与计算机仿真结果进行对比。结果表明:导航星光偏折量高于计算机仿真的估计值。在喷口近端,高速混合流场对星光偏折的扰动较大,垂直流场方向的偏折均值小于0.5″,沿流场方向偏离均值为3.85″,最大接近4.89″;在喷口远端,垂直方向星光偏折均值为−1.36″,沿流场方向偏折均值约−0.49″,最高达−2.69″。近端星光偏折变化幅度较小,稳定性较远端更强,有利于建模校正。该实验对校正仿真模型、优化高速流场下的天文定姿精度有着重要的意义。
高速流场 马赫2.5/3.5混合层 小型风洞 室内穹顶 星光偏折 high-speed flow Mach 2.5/3.5 mixing layer small wind tunnel indoor doom star-light deflection 红外与激光工程
2023, 52(9): 20220802
Author Affiliations
Abstract
1 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
2 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Department of Optical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Colorful radiative coolers (CRCs) can be widely applied for energy sustainability especially and meet aesthetic purposes simultaneously. Here, we propose a high-efficiency CRC based on thin film stacks and engineered diffuse reflection unit, which brings out 7.1 °C temperature difference compared with ambient under ~ 700 W·m-2 solar irradiation. Different from analogous schemes, the proposed CRCs produce vivid colors by diffuse reflection and rest of the incident light is specular-reflected without being absorbed. Adopting the structure of TiO2/SiO2 multilayer stack, the nanophotonic radiative cooler shows extra low absorption across the solar radiation waveband. Significant radiative cooling performance can be achieved with the emissivity reaching 95.6% in the atmosphere transparent window (8–13 μm). Moreover, such CRC can be fabricated on flexible substrates, facilitating various applications such as the thermal management of cars or wearables. In conclusion, this work demonstrates a new approach for color display with negligible solar radiation absorption and paves the way for prominent radiative cooling.
1 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
3 武汉船舶职业技术学院, 武汉 430070
本文研究了不同种类的含硫酸盐固废对硅酸盐水泥水化的影响, 测试了含硫酸盐固废水泥力学性能、凝结时间、线性膨胀率随SO3含量变化的规律, 采用化学结合水、XRD和SEM等测试手段揭示了不同含硫酸盐固废对硅酸盐水泥水化的影响机理。结果表明, 随SO3含量增加, 含硫酸盐固废水泥胶砂抗折强度和抗压强度均先增大后减小, 初凝时间和终凝时间均呈增加趋势并在SO3含量达到一定值后增加速度放缓, 线性膨胀率均不断增大。由于不同的含硫酸盐固废的硫酸盐存在形式不同, 硫酸盐溶出的速率也有差别, 与水泥中铝酸三钙反应生成钙矾石(或单硫型水化硫铝酸钙)的速率和数量也不同, 相同龄期下的水化程度也不同, 因此不同的含硫酸盐固废对水泥力学性能、凝结时间和线性膨胀率等性能的影响存在一定差异。
含硫酸盐固废 钙矾石 单硫型水化硫铝酸钙 力学性能 凝结时间 线性膨胀率 水化机理 sulfate-containing solid waste ettringite monosulfoaluminate hydrate mechanical property setting time linear expansion rate hydration mechanism
1 湖北工业大学机械工程学院,湖北 武汉 430068
2 大连交通大学机车车辆工程学院,辽宁 大连 116028
光学元件化学机械抛光(CMP)过程中元件与抛光垫之间接触压力分布是影响元件抛光去除效率和抛光效果的关键因素,但因元件、磨料、抛光垫之间的接触状态较复杂、且不停变化,难以通过仿真计算获得。为了研究确定性抛光去除机理,设计了一套CMP面压力分布在位实时检测装置,将薄膜压阻传感器阵列式布置于抛光垫下,对元件与抛光垫接触面的压力分布展开实时检测,并通过仿真分析抛光垫与元件表面接触压力分布理论模型,与实测结果进行对比。基于自主搭建的实验平台,模拟工况进行研磨实验,并使用基恩士CL-3000激光位移传感器测量抛光垫面形。实验结果表明:随着研磨时间增加,抛光垫面形逐渐平整并接近当前研磨条件下的极限,其标准差由0.2079 mm降低为0.1839 mm,使用压力分布检测装置测得区域压力值标准差第一阶段下降8.2%,第二阶段下降0.2%,工件与抛光垫接触面压力分布逐渐均匀,与抛光垫面形逐渐平整的趋势相对应,证明该装置可以有效检测抛光过程中的压力分布及实时变化。
化学机械抛光 接触面压力分布 薄膜压阻传感器 在位实时测量系统 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1512002
传统红外与可见光融合图像在复杂环境下存在细节缺失, 特征单一导致目标模糊等问题, 本文提出一种基于卷积神经网络结合非下采样轮廓波变换(non-subsampled contourlet transform, NSCT)的红外与可见光图像进行融合的方法。首先, 通过卷积神经网络提取红外与可见光目标特征信息, 同时利用 NSCT对源图像进行多尺度分解, 得到源图像的高频系数与低频系数; 其次, 结合目标特征图利用自适应模糊逻辑与局部方差对比度分别对源图像高频子带与低频子带进行融合; 最后, 通过逆 NSCT变换得到融合图像并与其他 5种传统算法进行对比; 实验结果表明, 本文方法在多个客观评价指标上均有所提高。
图像融合 卷积神经网络 非下采样轮廓波变换 模糊逻辑 image fusion, convolutional neural network, NSCT,
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学试验训练基地,陕西 西安 710106
3 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
4 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
高功率光纤激光是当前我国激光科学技术领域的前沿热点,而稀土掺杂的有源光纤是高功率光纤激光器的核心器件。与常规有源光纤不同,多折射率层有源光纤的纤芯和包层之间增加了一个或多个辅助折射率层,展现出了特殊的模场特性,有望进一步提升高功率光纤激光的输出功率。利用传统方法分析不同结构参数下多折射率层有源光纤的模场特性时,通常需要耗费较长的时间求解麦克斯韦方程组。笔者首次引入机器学习算法来预测多折射率层有源光纤的模场特性。该方法仅需要数据空间中0.1%的样本,就可以学习多折射率层有源光纤结构参数与其模场特性之间的复杂映射关系,进而实现无须求解麦克斯韦方程组的快速精准预测。该方法的平均预测误差小于0.6%,预测速度相比传统方法提升了约7000倍,为多折射率层有源光纤的模场特性分析提供了新思路。
光纤光学 人工智能 机器学习 光纤激光 有源光纤 多折射率层光纤 模场特性 中国激光
2023, 50(11): 1101013
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220698
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
3 中铁十局集团第二工程有限公司, 郑州 450003
随着固废资源化利用成为当下研究的热点, 近年来采用固体废弃物制备蒸压加气混凝土的研究成果层出不穷。但固体废弃物由于种类繁多, 特点不一, 对蒸压加气混凝土的干密度和抗压强度等关键性能的影响规律和影响机理并不明晰, 亟需进行归纳总结。本文首先从基体和孔结构两方面分析归纳了影响蒸压加气混凝土干密度和抗压强度的主要因素, 之后从固体废弃物做硅质材料、钙质材料和发气材料三个方面分析了其对蒸压加气混凝土干密度和强度的影响规律和影响机理, 最后总结了当前研究中存在的问题并对未来的研究方向进行了展望。
蒸压加气混凝土 固体废弃物 硅质材料 钙质材料 发气材料 autoclaved aerated concrete solid waste siliceous material calcareous material gas forming material